用于操縱鉆柱部件的裝置及鑿巖鉆機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑿巖鉆機中的用于操縱鉆柱部件的操縱裝置，該鑿巖鉆機包括設(shè)置成用于鉆柱部件的旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動并且以能夠來回移動的方式支承在進(jìn)給梁上的旋轉(zhuǎn)器裝置，其中，該操縱裝置包括用于分別將鉆柱部件引入到鑿巖鉆機的鉆柱位置中以及從該鉆柱位置移除鉆柱部件的裝置。本發(fā)明還涉及配備有這種操縱裝置的鑿巖鉆機。
【背景技術(shù)】
[0002]出于勘探的目的的取芯鉆探通常通過鑿巖鉆機來執(zhí)行，其中，鉆柱部件被放置在有效鉆柱位置中、通過絞車從鉆孔提起以及降低到鉆孔中。絞車?yán)K索(wire)借助于提升柱塞(plug)緊固至最上部的鉆柱部件。由于取芯鉆探的目地在于提取鉆出的巖芯以待研究，因此使用管狀的鉆柱部件。在鉆柱的提升期間一一鉆柱的提升被頻繁地執(zhí)行以更換鉆頭，一連串的管被逐個地提升，借此，各個管借助于鉆機的與下部管保持器配合的旋轉(zhuǎn)器裝置而彼此釋放。
[0003]現(xiàn)今，待被帶離鉆柱的管的最后釋放至少部分地由操作者手動地執(zhí)行，這種操縱包括管的最終斷開螺紋連接、管的提升以及將管引導(dǎo)至管匣倉的區(qū)域。
[0004]在鉆柱的降低期間，這些工作步驟相反地執(zhí)行以使得呈管的形式的新鉆柱部件連續(xù)地提升至所述新鉆柱部件與鉆柱對準(zhǔn)并且由操作者螺紋連接在一起的位置。這些工作步驟使操作者有壓力并且給操作者帶來遭受提升傷害和擠壓傷害的不可忽略的風(fēng)險。
[0005]取芯鉆探通常執(zhí)行到非常大的深度，諸如例如執(zhí)行到在1000m至2000m之間的鉆鑿深度。由于鉆頭在操作中經(jīng)受磨損，因此不得不相對經(jīng)常地更換鉆頭，這使得不得不將整個鉆柱從鉆孔提起、將整個鉆柱拆卸成鉆柱部件、將已磨損的鉆頭移除并且用新的鉆頭代替已磨損的鉆頭，于是可以再次將鉆柱降低到鉆孔中。隨后，鉆鑿更遠(yuǎn)的距離直到不得不再次更換鉆頭等為止。在鉆鑿期間，鉆柱的最上端連接有沖洗液體回轉(zhuǎn)器(swivel)用于供給沖洗液以將在鉆鑿期間已碎裂的巖石材料運走。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種以上類型的裝置，其中，根據(jù)以上內(nèi)容的問題得到處理并且至少部分地被解決。
[0007]這根據(jù)上文所述的相關(guān)裝置得以實現(xiàn)，原因在于操縱裝置包括導(dǎo)引梁，該導(dǎo)引梁設(shè)置成從進(jìn)給梁側(cè)向地延伸同時與進(jìn)給梁形成一定的角度，并且該導(dǎo)引梁包括縱向?qū)бコ制鞔┧蠹軌蜓刂v向?qū)б?qū)動地移位，其中，該抓持器穿梭件包括樞轉(zhuǎn)地設(shè)置的導(dǎo)引抓持器，該導(dǎo)引抓持器用于抓持鉆柱部件的第一端部區(qū)域，該鉆柱部件的另一端部區(qū)域已設(shè)置成與提升柱塞接合，抓持器穿梭件承載用于對驅(qū)動輪進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動馬達(dá)，該驅(qū)動輪與導(dǎo)引梁上的傳動履帶配合，以及該驅(qū)動輪能夠斷開接合以允許抓持器穿梭件沿著縱向?qū)б咀杂傻匾苿印?br>[0008]與使用鏈等來驅(qū)動抓持器穿梭件相比，驅(qū)動輪的使用給予了更大程度的靈活性并且不存在諸如具有多種限制的固定長度之類的缺點。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的解決方案而是使驅(qū)動無量綱化(nondimens1nal)，在此這意味著可以通過僅對至驅(qū)動馬達(dá)的進(jìn)給線路的設(shè)置進(jìn)行簡單的修改而使導(dǎo)引梁如所需的一樣長。如果導(dǎo)引梁被延長，則至抓持器穿梭件的線路(例如液壓軟管)可以被延長。
[0010]支承抓持器穿梭件的導(dǎo)引梁安裝成立在進(jìn)給梁的側(cè)部處，這使本發(fā)明使用簡單并且不會使鉆機太復(fù)雜。
[0011]通過使驅(qū)動輪能夠斷開接合以允許抓持器穿梭件沿著縱向?qū)б咀杂傻匾苿?，允許抓持器穿梭件在鉆柱部件待被引入至鉆柱位置或者從鉆柱位置移除的過程的某些部分期間完全受控于提升繩索中的張力。此時將需要使驅(qū)動馬達(dá)與提升絞車之間不存在相關(guān)的驅(qū)動。通過導(dǎo)引抓持器在鉆柱部件的下端部上的抓持，該下端部的運動得到充分控制以避免過量的運動。在抓持器穿梭件運動的某些部分期間，驅(qū)動馬達(dá)此時將被簡單地接合成為期望的位置提供必要的動力和引導(dǎo)。
[0012]通過根據(jù)本發(fā)明的布置，有助于在通過提升繩索將鉆柱部件提升并引入至鉆柱位置的過程期間以及在從鉆柱位置提升并移除鉆柱部件的過程期間的操縱。
[0013]優(yōu)選地，驅(qū)動輪為下述輪:通過該輪，傳動履帶可以具有適當(dāng)?shù)男螤钜灰焕鐚?dǎo)引梁上的具有或不具有摩擦力增大表面結(jié)構(gòu)的平坦表面。輪適當(dāng)?shù)貫樘畛洵h(huán)形件并且可以包括由更軟的類似橡膠的材料制成的芯，但是還可以是氣動輪。不排除驅(qū)動輪為例如與沿著導(dǎo)引梁定位的齒條傳動裝置嚙合的齒輪裝置。
[0014]優(yōu)選地，驅(qū)動輪對傳動履帶的接觸壓力是能夠調(diào)節(jié)的以例如在下雨期間補償較低的摩擦力，其中，接觸壓力可以被增大。
[0015]優(yōu)選的是，驅(qū)動輪能夠通過與所述傳動履帶不接合來斷開接合。這可以通過可操縱的軸聯(lián)接件來實現(xiàn)，但是最優(yōu)選的是，驅(qū)動輪由保持器支承，該保持器借助于動力單元而能夠相對于抓持器穿梭件的本體移動。該解決方案允許這種接合以及壓力的改變。保持器最優(yōu)選地能夠借助于在抓持器穿梭件的主要部分與保持器之間進(jìn)行作用的呈液壓缸的形式的動力單元圍繞樞轉(zhuǎn)軸線擺動。
[0016]優(yōu)選的是，縱向?qū)бv向地設(shè)置在導(dǎo)引梁上并且側(cè)向地面向不同方向的導(dǎo)引帶，以及抓持器穿梭件包括與導(dǎo)引帶配合的導(dǎo)引裝置。此解決方案給予了具有很小的摩擦力的良好、可靠且穩(wěn)定的引導(dǎo)。優(yōu)選的是，導(dǎo)引裝置為導(dǎo)引輥。然而，作為替代性方案，可以使用滑動導(dǎo)引件。
[0017]導(dǎo)引抓持器優(yōu)選地定位在相對于抓持器穿梭件的主要部分樞轉(zhuǎn)的臂上，該臂適當(dāng)?shù)卦诘谝晃恢门c第二位置之間樞轉(zhuǎn)，該第一位置用于抓持處于鉆柱位置的鉆柱部件，該第二位置用于抓持處于遞送位置的第二鉆柱部件。當(dāng)?shù)谝粸榭烧{(diào)節(jié)的位置時，臂的樞轉(zhuǎn)位置可以容易地調(diào)節(jié)為鉆機的普遍設(shè)定參數(shù)。
[0018]還優(yōu)選的是，導(dǎo)引抓持器能夠調(diào)節(jié)成適應(yīng)不同尺寸的鉆柱部件。這可以因下述方面而實現(xiàn):夾爪與導(dǎo)引抓持器的相對保持部之間的自由空間與意在用于抓持的鉆柱部件的預(yù)期尺寸有關(guān)地改變。
[0019]通過使導(dǎo)引梁能夠附接成圍繞與所述進(jìn)給梁相關(guān)的第一樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，獲得了可以就鉆機的調(diào)節(jié)方面可以自動地調(diào)節(jié)的優(yōu)勢。
[0020]適當(dāng)?shù)?，根?jù)本發(fā)明的裝置包括抓持單元，該抓持單元設(shè)置成分別接合第一鉆柱部件的端部以及接合第二鉆柱部件的端部。
[0021]出于有效且牢固地確保抓持單元與由擺臂支承的鉆柱部件之間的準(zhǔn)確對準(zhǔn)的目的，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置了下述導(dǎo)引梁:該導(dǎo)引梁設(shè)置成且構(gòu)造成形成用于處于一個位置的抓持單元的機械止動以及用于處于遞送位置的擺臂的機械止動。出于此目的，導(dǎo)引梁可以在其端位置處緊固至用于使抓持單元擺動的軸線的相應(yīng)區(qū)域以及用于擺臂的擺動軸的相應(yīng)區(qū)域。此布置使得導(dǎo)引梁在用于鉆機的每個設(shè)定位置中一一例如在進(jìn)給梁的傾斜度不同的情況下、在鉆機與地面的傾斜度變化以及鉆機的各部分處于不同豎直位置的情況下一一一方面通過所述機械止動而差不多自動地設(shè)定基準(zhǔn)，另一方面還差不多自動地提供由擺臂支承的鉆柱部件的相對于抓持單元的適當(dāng)端部定位。
[0022]優(yōu)選的是，導(dǎo)引梁能夠附接至鉆機并且特別是附接至進(jìn)給梁，但是，即使在導(dǎo)引梁放置成相對于鉆機和進(jìn)給梁自由地豎立的情況下，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選的是，導(dǎo)引梁能夠圍繞與第一擺動軸線的區(qū)域相關(guān)的第一樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)地附接，該第一擺動軸為抓持單元的擺動軸線，并且特別地，第一樞轉(zhuǎn)軸線與第一擺動軸線至少基本同軸。還優(yōu)選的是，導(dǎo)引梁能夠圍繞與第二擺動軸線的區(qū)域相關(guān)的第二樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)地附接，該第二擺動軸線為擺臂的擺動軸線，并且特別地，第二樞轉(zhuǎn)軸線與第二擺動軸線至少基本同軸。逐個地采用的這些布置有助于并且特別是在被一起采用時甚至可以消除對下述方面的需求:在鉆機的定位之后或者甚至是在鉆機的或用于導(dǎo)引梁的背向鉆機的一端的支承件(例如匣倉)的無意移動之后，相應(yīng)地調(diào)節(jié)導(dǎo)引梁以及/或者調(diào)節(jié)抓持單元和擺臂上的與導(dǎo)引梁配合的
目.ο
[0023]在第一位置中，抓持單元定位成用于分別接合第一鉆柱部件的端部和接合第二鉆柱部件的端部。在第二位置中，抓持單元定位成以分別與待被引入至所述有效鉆柱位置以及待從所述有效鉆柱位置移除的鉆柱部件的端部對準(zhǔn)的方式進(jìn)行接合。
[0024]適當(dāng)?shù)?，?dǎo)引梁特別地出于生產(chǎn)的原因而具有直線延伸部。
[0025]本發(fā)明還涉及一種包括旋轉(zhuǎn)器裝置的鑿巖鉆機以及根據(jù)以上內(nèi)容的操縱裝置，該旋轉(zhuǎn)器裝置用于鉆柱的旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動并且由進(jìn)給梁支承成能夠來回移動。
[0026]現(xiàn)在將通過實施方式并且參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
【附圖說明】
[0027]圖1以側(cè)視圖的方式示出了用于取芯鉆探的鑿巖鉆機，該鑿巖鉆機設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的操縱裝置并且設(shè)置成與用于鉆柱部件的匣倉相關(guān)，
[0028]圖2示出了與圖1對應(yīng)的側(cè)